一种各向异性渗透率张量的测试方法

摘要

本发明公开了一种确定渗透率张量的测试方法，该方法主要以渗透率张量的不变性为理论基础，提出了测试各向异性渗透率张量的方法。给出了实验数据处理及各向异性渗透率张量主值及其方向的方法。其步骤主要包括：(1)制作岩样，(2)测试，(3)测量，(4)计算。本发明以张量不变性理论基础，将原理和方法结合在了一起；而且只需要测定三个不同方向的渗透就可以计算出渗透率张量，工作量小，计算量小。

主权项

一种各向异性渗透率张量的测试方法，包括以下步骤：(1)制作岩样：沿垂直于全直岩心轴线3个不同方向钻取直径为25mm或38mm、长度为60～80mm的岩样，并打磨使岩样两端平整，同时根据全直岩心上标定的参考方位角测定3个岩样的方位角，其取值范围为0～360°，以正北方向为参考方位角；将3块岩样标记为1号、2号和3号；设1号岩样的方位角为α₁，2号岩样的方位角为α₂，3号岩样的方位角为α₃；(2)测试：关闭气相渗透率仪面板上的各阀门；将岩样装入气相渗透率仪岩心夹持器；用钢柱塞将岩样向上拧紧，拧紧手轮；将放空阀打开，再关闭；将环压阀打开，环压力表显示压力为0.8～0.9MPa，之后再关闭环压阀；开气源阀，顺时针调节压力调节器，一般由小到大调节，调至上流压力P1；在P1下选择流量计，先大后小，在满足要求时，尽量选用小量程的流量计，如果在P1下，流量计无法读数，就把压力P1上调，直到流量计可读数为止；并读出压力P1和流量大小；测出第一个点后，上调压力大小，在不同的压力下读取对应的流量值；每块岩样应测5个压力点，最高压力应小于环压关气源阀，逆时针转动压力调节器，使上流压力降为0，先关环压阀，再开放空阀，使环压降为0，取出岩样，将仪器复位；3个岩样进行同样的测试；采用气测法测定这3个小岩心的绝对渗透率；(3)测量：测量岩心的直径和长度，每个参数测3个值，每次测量之间存在一定的相对角度差，取平均值；再通过调节压力调节器，测量5个上流压力下的流量，对3个岩样按照前面测量步骤进行同样的测量，得到3个岩样的流量；(4)计算：根据气体渗透率公式计算不同压力倒数对应的渗透率，并绘制关系曲线，又根据直线外推在纵坐标上的截距为岩样的真实绝对渗透率而获得岩样的方向渗透率，后面计算渗透率张量用；对3个岩样进行同样的计算而得到3个方向的渗透率K₁、K₂和K₃；再根据坐标变换关系，反解出渗透张量的主值，最大渗透率K_max、最小渗透率K_min和主方向。